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Gestion opéra­tion­nelle d’une voie ferrée : comprendre les retards en cascade

Par La rédaction - 20 juin 2019
Temps de lecture : 12min

Chaque année, en France, plus de 2 milliards de minutes sont perdues par les usagers ferro­viaires à cause des retards de trains. L’im­pact écono­mique d’une telle perte de temps, rele­vée par l’Au­to­rité de la qualité de service dans les trans­ports (AQST), est estimé à 1,5 milliard d’eu­ros par an. Comment se réper­cute le retard d’un train sur l’en­semble du réseau ? Pourquoi est-il plus judi­cieux, dans certains cas, d’an­nu­ler l’ar­rêt d’un train en gare ou de suppri­mer un train pour éviter les retards en cascade ? Expli­ca­tions.

Qu’est-ce que la capa­cité théo­rique d’une ligne ?

Le plan de trans­port est un programme opéra­tion­nel qui déter­mine pour chaque train : son itiné­raire, le nombre et le type de véhi­cules circu­lants, les gares à desser­vir, la charge maxi­male, les vitesses et l’ho­raire à la minute près. La marche théo­rique d’un train est une notion qui regroupe les horaires de passage dans chaque gare du parcours. Elle doit être calcu­lée de manière réaliste pour être compa­tible avec les autres circu­la­tions et à la capa­cité théo­rique de la ligne qui précise le nombre de trains pouvant circu­ler sur une portion de ligne sur une période donnée.

Sur le terrain, la marche théo­rique est compa­rée en perma­nence à la marche réelle du train. C’est pourquoi, dans le secteur ferro­viaire, un graphique de circu­la­tion est un docu­ment espace-temps permet­tant de visua­li­ser, sous forme de vecteur, la marche théo­rique ou réelle de chacun des trains circu­lant sur une ligne.

Prenons un exemple : sur l’axe des ordon­nées, on retrouve la distance parcou­rue par le train sur la ligne qui va du km 0 au km 50 avec une repré­sen­ta­tion des gares A, B, C et D. Sur l’axe des abscisses, on maté­ria­lise le temps qui s’écoule avec, à 8 heures, le départ du train n°1.

 

marche théorique trains
Si le train avance à vitesse constante entre deux gares, le vecteur est une diago­nale droite. Plus la pente de la droite est faible, plus le train avance lente­ment et vice-versa. Ainsi, à l’ar­rêt en gare, le trait est hori­zon­tal. En traçant la marche théo­rique pour le train n°2 qui part 15 minutes plus tard, le tracé est décalé dans le temps sur l’axe des ordon­nées. La marche du train n° 2 est la même que celle du train n° 1 mais avec 15 minutes de déca­lage. Les tracés sont paral­lèles et l’es­pa­ce­ment entre chaque tracé doit être égal ou supé­rieur à l’espa­ce­ment de sécu­rité entre les trains. Autre­ment dit, le canton­ne­ment.

 

Dans la situa­tion nomi­nale, repré­sen­tée sur le schéma ci-dessus, le train n°2 part 15 minutes plus tard que le train n°1, comme prévu. C’est une situa­tion normale puisque la capa­cité théo­rique de la ligne est de 1 départ toutes les 10 minutes pour respec­ter les critères d’es­pa­ce­ment mini­mal impo­sés par le canton­ne­ment.

 

retards en cascade marche trains
 

Autre exemple : la situa­tion se dégrade et le train 1 reste trop long­temps en gare A. Dans ce cas, le train conserve, en début de parcours, une marche réelle iden­tique à sa marche théo­rique. Cepen­dant, en repre­nant une vitesse de marche iden­tique après cet arrêt trop long en gare, sa marche réelle va être déca­lée par rapport à sa marche théo­rique. Sur le graphique, la marche réelle est une trans­la­tion vers la droite du graphique de la marche théo­rique.

 

Un retard peut être sans effet ou lourd de consé­quences. En effet, si l’es­pa­ce­ment mini­mal imposé par le canton­ne­ment est toujours respecté, le retard ne va pas impac­ter la circu­la­tion des trains en amont du train qui a pris du retard. Par contre, si cette perte de temps impacte l’espace mini­mal de canton­ne­ment, la marche réelle dégra­dée du train n°1 va venir rejoindre la marche théo­rique du train n°2.

Retards en cascade et espa­ce­ment mini­mal de canton­ne­ment

Dans une situa­tion très dégra­dée, dans laquelle le retard du premier train entraîne un non-respect du canton­ne­ment, les retards en cascade s’en­chaînent.

1er impact : des arrêts de train en pleine voie

Concrè­te­ment, le retard du train n°1 va impac­ter un retard sur le train n°2. Pour respec­ter le canton­ne­ment et éviter les colli­sions, le train n°2 va devoir s’ar­rê­ter sur la voie pour lais­ser le train n°1 prendre de la distance et respec­ter l’espa­ce­ment du canton. Une fois le canton­ne­ment respecté, le train n°2 peut circu­ler de nouveau.

 

retards en chaîne arrêt train
 

2e impact : le train n°2 arrive en retard en gare 2

Quand le train n°2 arrive en retard en deuxième gare, trois options sont possibles en fonc­tion du contexte :

Dans la concep­tion des plans de trans­port, la ligne est capable d’ab­sor­ber un léger retard qui n’aura pas de réper­cus­sions sur les autres trains. On se laisse ainsi une marge de manœuvre. Cepen­dant, ce seuil de tolé­rance rela­tif au retard est limité et le canton­ne­ment impose une capa­cité théo­rique de la ligne. Plus la ligne sera proche de cette capa­cité théo­rique, plus le risque d’être impacté par les retards sera grand.

Ces retards en cascade sont d’au­tant plus complexes à gérer quand il y a une multi­pli­cité de train en circu­la­tion. En adop­tant une grille horaire de RER assu­rant un service quoti­dien de train toutes les 10 minutes en gare, le graphique maté­ria­lise la complexité des retards en cascade. Fina­le­ment, chaque scéna­rio choisi par un train pour accu­ser un retard aura des réper­cus­sions diffé­rentes sur la marche de tous les autres trains.

Par exemple, si le train n°1 accuse un retard en première gare, le train n°2 qui s’est arrêté sur la ligne pour respec­ter l’espace de sécu­rité a le choix ensuite entre plusieurs options aux consé­quences diffé­rentes :

résorption de retard ferroviaire

 

 

Pourquoi est-il inté­res­sant d’an­nu­ler un train ?

Si un train perturbé par un retard reste très long­temps en gare car les voya­geurs sont plus nombreux sur la voie, le train suivant doit égale­ment s’ar­rê­ter plus long­temps en gare. Par cascade, tous les trains sont en retard et de nombreux ralen­tis­se­ments ponc­tuent leur marche. Au fil du temps, les retards en cascade provoquent un chevau­che­ment des marches réelles de chaque train. Pour résor­ber ce retard et éviter la propa­ga­tion en chaîne, il faut choi­sir d’annu­ler un train.

Lors de la concep­tion d’une grille horaire, l’ar­bi­trage consiste à défi­nir la tolé­rance de retard accepté sur la ligne. Ce critère est condi­tionné par le canton­ne­ment, lui-même dépen­dant des normes de sécu­rité.

 

Sécu­rité des passa­gers, services fiables, gestion des aléas en temps réel… Pour pouvoir opti­mi­ser la créa­tion des grilles horaires et la gestion du trafic ferro­viaire, il est essen­tiel d’avoir une bonne connais­sance de son réseau et donc de s’équi­per des outils adéquates comme les SIG.

Par La rédaction - 20 juin 2019

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